新教材 苏教版高中化学必修第二册 专题7氮与社会可持续发展 知识点考点重点难点总结

专题7氮与社会可持续发展第一单元 氮的固定.............................................................................................................. - 1 - 第二单元 重要的含氮化工原料 ............................................................................................ - 5 -第1课时 氨气.............................................................................................................. - 5 - 第2课时 硝酸.............................................................................................................. - 8 - 第三单元 含氮化合物的合理使用 .................................................................................... - 10 -微专题2 化学中无机框图推断题解题方法 ............................................................. - 14 -第一单元 氮的固定基础知识一、氮分子的结构 1．物理性质2.(1)氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮气分子的电子式：∶N ⋮⋮N∶，结构式为N≡N。

(2)破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定。

但在高温或放电等特殊条件下，也能与一些金属或非金属单质发生反应，生成含氮化合物。

二、自然固氮 1．氮的固定将空气中游离态的氮转化成含氮化合物，简称固氮。

(1)利用化学方程式解释“雷雨发庄稼”的原理： N 2＋O 2=====放电2NO 、2NO ＋O 2===2NO 2、3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

雨水中的硝酸渗入土壤后与矿物质作用生成硝酸盐，其中的硝酸根离子被植物的根系吸收，转化为植物生长所需的养料。

(2)一氧化氮和二氧化氮的性质①物理性质：颜色状态气味毒性水溶性NO 无色气态无味有毒微溶NO2红棕色气态刺激性气味有毒易溶②危害：大气中NO和NO2达到一定浓度时都会对人体造成伤害，能引发上呼吸道及肺部疾病。

③应用：一氧化氮在调节心脑血管、神经和免疫系统等方面有着十分重要的生物学作用和医学前景，受到人们的普遍重视。

二氧化氮在火箭燃料中用作氧化剂，在工业上可以用来制造硝酸。

三、人工固氮——合成氨1．合成氨的反应原理(用化学方程式表示)：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)ΔH＝－92.4_kJ·mol－1。

2．工业操作流程合成氨的原料是氮气和氢气，在较高温度下将混合气体加压后送到合成塔中进行反应。

该反应放出大量的热，工业上往往用来预热原料气，以达到反应所需的温度，节约能源。

合成氨达到平衡时，混合气体中氨的含量为20%左右，从中分离出氨后，将未反应的氮气、氢气送回合成塔循环使用。

3．合成氨的意义为植物生长提供足够的氮肥，有效帮助解决粮食短缺问题。

重难点1：探究氮气的性质与作用(素养养成——宏观辨识与微观探析)氮气是一种无色无味的气体，是空气的主要成分。

在标准大气压下，冷却至－195.8 ℃时，气态氮变成没有颜色的液体，冷却至－209.8 ℃时，液态氮变成雪状的固体。

氮气的化学性质不活泼，常被用来制作防腐剂。

但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。

[问题1] 请你根据上图推测：氮气为什么可以用作粮食瓜果的保护气？[提示] 氮气性质稳定，可以减慢粮食瓜果被氧气氧化变质。

[问题2] 与同学交流或查阅资料，分析液氮用于医疗手术的原理是什么。

[提示] 液氮挥发吸收热量，使温度迅速下降。

通过极速冷冻将病区细胞迅速杀死，使病区恢复正常。

[问题3] 合成氨反应是最重要的人工固氮途径，写出反应的化学方程式，并分析反应中的氧化剂、还原剂。

[提示] N2＋3H22NH3，氧化剂是氮气，还原剂是氢气。

氮气的结构与性质重难点2：氮的氧化物及氮的氧化物与氧气混合溶于水的探究(素养养成—证据推理与模型认知)化学兴趣小组的同学利用下面的简易反应装置探究氮的氧化物与水的反应。

[问题1] 把一支充满NO2气体的试管倒置在水槽中充分反应后，水能否充满试管？说明原因。

[提示] 不能。

NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由此可知最后水只能充满整个试管的2/3。

[问题2] 若一支试管中NO2和O2混合气体的体积之比大于4∶1倒置在水槽中充分反应，最后得到的气体为NO2吗？说明原因。

[提示] 不是。

NO2和O2混合气体的体积之比大于4∶1时，NO2过量，但过量的NO2气体再与水反应生成HNO3和NO，所以最后得到的气体为NO。

[问题3] 向一支充有10 mL NO的试管中通入多少mL O2才能使水充满整个试管？(写出计算过程)[提示] 已知2NO＋O2===2NO2 ①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②由方程式①×3＋②×2得：4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3，即当NO 和O 2的体积比为4∶3时水可以充满试管，故需通入7.5 mL O 2。

微点拨：当NO 2或NO 转化为HNO 3时要失去电子，若上述两种气体与O 2混合通入水中时，O 2得电子，且得失电子数必须相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。

1．反应原理3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO① 2NO ＋O 2===2NO 2② 由方程式①×2＋②得：4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3 ③ 由方程式①×2＋②×3得：4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3 ④2．计算类型(1)NO 2气体：NO 2气体溶于水时仅涉及反应①，剩余气体为NO 。

(2)NO 2和O 2的混合气体：NO 2和O 2的混合气体溶于水时涉及反应③。

x ＝V NO 2V O 20＜x ＜41x ＝41x ＞41反应情况O 2过量并剩余恰好完全反应NO 2过量又发生反应①，剩余NO22x ＝V NO V O 20＜x ＜43x ＝43x ＞43反应情况O 2过量并剩余恰好完全反应NO 过量并剩余方程式：4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3和4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3中的“4NO 2＋O 2”和“4NO＋3O 2”从组成上均相当于“N 2O 5”的组成，也就是N 、O 的原子个数比符合2∶5时，氮的氧化物和氧气均无剩余，这两种情况均可利用混合气体中N 、O 的原子个数比来分析：N (N)∶N (O)⎩⎪⎨⎪⎧＜2∶5，O 2剩余＝2∶5，恰好完全反应＞2∶5，NO 剩余第二单元 重要的含氮化工原料第1课时 氨气基础知识1．氨气的物理性质 颜色 气味 密度 水溶性液化难易 无色刺激性 气味比空 气小极易溶于水，1体积水大约可溶解700体积氨气易被液化微点拨：液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，所以液态氨在工业上常用来作制冷剂。

2．喷泉实验 实验装置操作及现象结论①打开活塞，并挤压滴管的胶头②烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色 氨极易溶于水，水溶液呈碱性3.氨水的性质(1)氨气溶于水，大部分和水反应生成NH 3·H 2O ，反应的化学方程式是NH 3＋H 2ONH 3·H 2O 。

NH 3·H 2O 很不稳定，受热易分解为氨气和水，反应的化学方程式是NH 3·H 2O=====△NH 3↑＋H 2O 。

(2)氨水具有弱碱性，电离方程式是NH 3·H 2O NH ＋4＋OH －，能使酚酞溶液变红色(或使湿润的红色石蕊试纸变蓝色)。

根据氨水的性质分析，直接施用氨水作氮肥合理吗？理由是什么？[提示] 不合理。

氨水易挥发，用氨水作氮肥，肥效低，浓度较大时还会烧伤作物茎叶，必须加大量的水稀释。

氨水对眼睛、呼吸道等有强烈的刺激作用，贮存、运输和施用的要求也比较高。

4．氨气与氯化氢的反应(1)将分别蘸有浓氨水、浓盐酸的两支玻璃棒渐渐靠近，观察到的现象是有大量白烟产生。

(2)这是因为浓氨水挥发产生的氨气与浓盐酸挥发产生的氯化氢在空气中相遇迅速反应生成氯化铵晶体小颗粒。

(3)反应的化学方程式是NH 3＋HCl===NH 4Cl 。

微点拨：(1)氨气能与酸反应生成铵盐，其离子方程式是NH 3＋H ＋===NH ＋4。

(2)铵盐大多是无色晶体，运输、储存比较方便，并且都能溶于水，易于被农作物吸收。

因此，固态氮肥已经代替了氨水，成为目前使用最广泛的化肥。

5．从氮元素的化合价分析氨的性质(1)NH 3分子中氮元素的化合价为－3价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高，不能降低，因此氨气具有还原性。

(2)请写出氨气与氧气在催化剂作用下生成NO 的化学方程式：4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O 。

重难点1：探究氨气的性质(素养养成——宏观辨识与微观探析)如图是工业制硝酸流程图，从氮元素的化合价分析可知，在制备硝酸的过程中氮元素失去电子，被氧化，表现还原性。

[问题1] 写出氨气在制备硝酸时发生反应的其中一个重要化学方程式。

在该反应中氨气表现了哪种性质？[提示] 4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O 。

氨气表现还原性。

[问题2] 怎样利用化学实验验证含有－3价N 的物质是否都具有还原性？请写出你设计的实验操作。

[提示] 用高锰酸钾分别与氨水、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵反应，观察溶液颜色变化，如果高锰酸钾溶液紫色褪去，则说明氨水、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵都具有还原性。

[问题3] 化学兴趣小组的同学利用空管生烟实验验证氨气的性质，观察现象，说明氨气具有哪些性质。

[提示] 浓氨水、浓盐酸扩散出的气体分子反应产生白烟，化学方程式为NH 3＋HCl===NH 4Cl 。

白烟接近浓盐酸一端，说明氨气分子运动快。

重难点2：喷泉实验(素养养成——宏观辨识与微观探析)在干燥的圆底烧瓶中充满氨气，用带有玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口，倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水(含酚酞)的烧杯中，轻轻挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，装置如图。